合成橡胶高效稀土催化获吉林发明一等奖

2014-12-10

合成橡胶高效稀土催化获吉林发明一等奖

中国化工报  

     中国科学院长春应用化学研究所在用于合成橡胶新型高效稀土催化体系的研发及产业化应用方面的系列成果,近日荣获2014年吉林省技术发明奖一等奖。
     该成果发明的高活性稀土催化体系应用于万吨级稀土异戊橡胶工业化装置,每吨异戊橡胶产品催化剂成本降至400元以下,聚合时间由平均7小时缩短至2.5小时,产品质量达到国内外同类最好水平,并在全钢载重子午胎上首次实现了稀土异戊橡胶对天然橡胶的100%替代;应用在万吨级稀土顺丁橡胶工业化装置上,每吨顺丁橡胶产品主催化剂成本降至300元以下,极大降低了生产成本,提高了生产效率,产品质量达到国内外同类水平。替代天然橡胶的稀土异戊橡胶和满足安全节能绿色轮胎要求的稀土顺丁橡胶的产业化发展,由此可以大大提速。
    据介绍,上世纪60年代长春应用化学研究所首先开展了稀土催化合成橡胶的研究。但聚合活性偏低,合成橡胶链结构、微观结构、相对分子质量及其分布可控性较差等一系列问题,至今在全球范围都未能很好解决。
     长春应用化学研究所科技人员从稀土元素特点和稀土催化合成橡胶的基础理论入手,解决了稀土催化剂高度缔合等问题,提出了新的配位聚合合成橡胶的微观结构形成机理,发明了配位可逆链转移聚合方法。在稀土催化体系的高活性、高立构定向性和相对分子质量及其分布的可控性等方面取得了原创性和系统性的研究成果。
      项目组开发了高活性、高顺式定向性、高度均相稳定的稀土催化体系。首次提出了稀土化合物高度缔合是稀土催化剂聚合活性低、分子质量分布宽的首要因素,并通过特定结构的配体使稀土催化剂缔合分子簇转化为单一分子催化剂,成功开发了具有高活性、高顺式定向性、高度均相稳定的均一化 稀土催化剂,提高了稀土利用率,并且聚合物微观结构、相对分子质量及其分布具有可控性。
     他们还提出配位可逆链转移聚合合成橡胶的理论和方法,将传统配合聚合合成橡胶中的链转移反应由不可逆变为可逆,避免了由链转移引起的终止反应,提高了稀土元素的利用率,使聚合反应由不可控变为可控,使制备窄分子质量分布合成橡胶及其链端功能化成为现实。
     应用新型稀土催化体系和配位链转移聚合技术,并结合项目组设计的高效聚合工艺、凝聚和后处理技术、加工技术等核心的关键技术,万吨级异戊橡胶的主催化剂消耗仅为0.18千克/吨产品,在万吨级丁二烯聚合工艺中,主催化剂消耗甚至达到0.056千克/吨产品,远高于国际最高水平,极大的降低了生产成本,提高了生产效率。

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